(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理チャンバーと、
前記処理チャンバー内に設けられ、高周波電力が印加される導電性金属からなる基材を有し、被処理基板が載置される載置台を兼ねた下部電極と、
前記処理チャンバー内に設けられ、前記下部電極と対向するように配置された上部電極と、
前記下部電極上に、前記被処理基板の周囲を囲むように配設されたフォーカスリングと、
を具備したプラズマ処理装置であって、
前記下部電極の前記基材と前記フォーカスリングとの間に、電流制御素子を介して電気的な接続を行い電位差に応じて直流電流を発生させる電気的接続機構を配設し、
前記電気的接続機構は、前記フォーカスリングの裏面と前記下部電極の前記基材との間に介在する熱伝達用のシートと、前記熱伝達用のシート内に点在する複数の導電部とを具備した
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１記載のプラズマ処理装置であって、
前記電流制御素子が抵抗素子からなることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項２記載のプラズマ処理装置であって、
前記抵抗素子は、前記下部電極の前記基材と前記フォーカスリングとが、２０ＭΩ〜２００ＭΩの抵抗値をもって電気的に接続されるよう構成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項４】
請求項２又は３記載のプラズマ処理装置であって、
前記抵抗素子が溶射膜によって構成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項５】
請求項１記載のプラズマ処理装置であって、
前記電流制御素子がツェナーダイオードからなることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項６】
処理チャンバーと、
前記処理チャンバー内に設けられ、高周波電力が印加される導電性金属からなる基材を有し、被処理基板が載置される載置台を兼ねた下部電極と、
前記処理チャンバー内に設けられ、前記下部電極と対向するように配置された上部電極と、
前記下部電極上に、前記被処理基板の周囲を囲むように配設されたフォーカスリングと、
を具備したプラズマ処理装置を用いて前記被処理基板にプラズマ処理を行い半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、
前記下部電極の前記基材と前記フォーカスリングとの間に、電流制御素子を介して電気的な接続を行い電位差に応じて直流電流を発生させる電気的接続機構を配設し、当該電気的接続機構を通じて前記下部電極の前記基材と前記フォーカスリングとの間に直流電流が流れ得るようにした状態でプラズマ処理を行い、かつ、
前記電気的接続機構は、前記フォーカスリングの裏面と前記下部電極の前記基材との間に介在する熱伝達用のシートと、前記熱伝達用のシート内に点在する複数の導電部とを具備した
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体装置の製造工程においては、処理チャンバー内に配置した基板（例えば、半導体ウエハ）にプラズマを作用させて各種の処理、例えば、エッチングや成膜を行うプラズマ処理装置が使用されている。
【０００３】
上記のプラズマ処理装置としては、例えば、半導体ウエハを載置する載置台（サセプタ）を兼ねた下部電極と、この下部電極と対向するように配置された上部電極との間に高周波電力を印加してプラズマを発生させる容量結合型のプラズマ処理装置が知られている。また、このようなプラズマ処理装置では、下部電極に、半導体ウエハを静電的に吸着する静電チャックを設けること、及び、処理の均一性を高めるために、半導体ウエハの周囲を囲むように、環状に形成されたフォーカスリングを設けることが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３０６２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のプラズマ処理装置では、プラズマに晒される半導体ウエハ及びフォーカスリングには、最大で２０００Ｖ程度のマイナスのバイアス電圧が発生する。一方、静電チャックの電極に２０００〜２５００Ｖ程度のプラスの電圧を印加するため、静電チャックの電極と下部電極を構成する導電性金属からなる基材との間に分極電荷が発生する。この場合の分極電位は、下部電極の基材に接続されている高周波印加回路によって分圧されるため、高周波印加回路定数とチャンバー回路定数によって決定されるが、最大で２０００Ｖ程度のプラスの電位となる。
【０００６】
このため、半導体ウエハと、下部電極の基材との間には、最大で４０００Ｖ程度の電位差が発生し、半導体ウエハと、下部電極の基材又はその周辺の構造物との間で放電（アーキング）が発生し、半導体ウエハ上に形成された半導体チップが損傷を受ける場合がある。そして、このように半導体ウエハ上に形成された半導体チップが損傷を受けると、製品の歩留まりが低下し、生産性が低下するという問題がある。
【０００７】
上記のような放電は、半導体ウエハと下部電極の基材等との間の耐電圧を高めて、例えば５０００Ｖ程度とすれば防止することができる。しかし、下部電極には、例えば、半導体ウエハを持ち上げるためのリフトピンが配置された孔や、半導体ウエハの裏面と静電チャックの表面との間に熱伝達のためのヘリウムガス等を供給するためのガス供給孔等が設けられており、その耐電圧を高めることは容易ではない。
【０００８】
本発明は、上記従来の事情に対処してなされたもので、半導体ウエハ等の基板と、下部電極の基材又はその周辺の構造物との間で放電が発生することを防止することができ、歩留まりを向上させて生産性の向上を図ることのできるプラズマ処理装置及び半導体装置の製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のプラズマ処理装置の一態様は、処理チャンバーと、前記処理チャンバー内に設けられ、高周波電力が印加される導電性金属からなる基材を有し、被処理基板が載置される載置台を兼ねた下部電極と、前記処理チャンバー内に設けられ、前記下部電極と対向するように配置された上部電極と、前記下部電極上に、前記被処理基板の周囲を囲むように配設されたフォーカスリングと、を具備したプラズマ処理装置であって、前記下部電極の前記基材と前記フォーカスリングとの間に、電流制御素子を介して電気的な接続を行い電位差に応じて直流電流を発生させる電気的接続機構を配設し、前記電気的接続機構は、前記フォーカスリングの裏面と前記下部電極の前記基材との間に介在する熱伝達用のシートと、前記熱伝達用のシート内に点在する複数の導電部とを具備したことを特徴とする。
【００１０】
本発明の半導体装置の製造方法の一態様は、処理チャンバーと、前記処理チャンバー内に設けられ、高周波電力が印加される導電性金属からなる基材を有し、被処理基板が載置される載置台を兼ねた下部電極と、前記処理チャンバー内に設けられ、前記下部電極と対向するように配置された上部電極と、前記下部電極上に、前記被処理基板の周囲を囲むように配設されたフォーカスリングと、を具備したプラズマ処理装置を用いて前記被処理基板にプラズマ処理を行い半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、前記下部電極の前記基材と前記フォーカスリングとの間に、電流制御素子を介して電気的な接続を行い電位差に応じて直流電流を発生させる電気的接続機構を配設し、当該電気的接続機構を通じて前記下部電極の前記基材と前記フォーカスリングとの間に直流電流が流れ得るようにした状態でプラズマ処理を行い、かつ、前記電気的接続機構は、前記フォーカスリングの裏面と前記下部電極の前記基材との間に介在する熱伝達用のシートと、前記熱伝達用のシート内に点在する複数の導電部とを具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、半導体ウエハ等の基板と、下部電極の基材又はその周辺の構造物との間で放電が発生することを防止することができ、歩留まりを向上させて生産性の向上を図ることのできるプラズマ処理装置及び半導体装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係るプラズマエッチング装置の概略構成を模式的に示す図。
【図２】図１のプラズマエッチング装置の要部構成を模式的に示す図。
【図３】図２のプラズマエッチング装置の電気的接続機構の例を模式的に示す図。
【図４】電気的接続機構のプラズマエッチング処理に対する影響を調べた結果を示すグラフ。
【図５】図１のプラズマエッチング装置の要部構成の他の例を模式的に示す図。
【図６】図１のプラズマエッチング装置の要部構成の他の例を模式的に示す図。
【図７】プラズマエッチング装置の要部構成の参考例を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るプラズマ処理装置としてのプラズマエッチング装置の構成を示すものである。
【００１４】
プラズマエッチング装置は、気密に構成され、電気的に接地電位とされた処理チャンバー１を有している。この処理チャンバー１は、円筒状とされ、例えばアルミニウム等から構成されている。処理チャンバー１内には、被処理基板である半導体ウエハＷを水平に支持する載置台２が設けられている。載置台２は、その基材２ａが導電性の金属、例えばアルミニウム等で構成されており、下部電極としての機能を有する。この載置台２は、絶縁板３を介して導体の支持台４に支持されている。また、載置台２の上方の外周には、例えば単結晶シリコンで形成されたフォーカスリング５が設けられている。さらに、載置台２及び支持台４の周囲を囲むように、例えば石英等からなる円筒状の内壁部材３ａが設けられている。
【００１５】
載置台２の基材２ａには、第１の整合器１１ａを介して第１のＲＦ電源１０ａが接続され、また、第２の整合器１１ｂを介して第２のＲＦ電源１０ｂが接続されている。第１のＲＦ電源１０ａは、プラズマ発生用のものであり、この第１のＲＦ電源１０ａからは所定周波数（２７ＭＨｚ以上例えば４０ＭＨｚ）の高周波電力が載置台２の基材２ａに供給されるようになっている。また、第２のＲＦ電源１０ｂは、イオン引き込み用（バイアス用）のものであり、この第２のＲＦ電源１０ｂからは第１のＲＦ電源１０ａより低い所定周波数（１３．５６ＭＨｚ以下、例えば３．２ＭＨｚ）の高周波電力が載置台２の基材２ａに供給されるようになっている。一方、載置台２の上方には、載置台２と平行に対向するように、上部電極としての機能を有するシャワーヘッド１６が設けられており、シャワーヘッド１６と載置台２は、一対の電極（上部電極と下部電極）として機能するようになっている。
【００１６】
載置台２の上面には、半導体ウエハＷを静電吸着するための静電チャック６が設けられている。この静電チャック６は絶縁体６ｂの間に電極６ａを介在させて構成されており、電極６ａには直流電源１２が接続されている。そして電極６ａに直流電源１２から直流電圧が印加されることにより、クーロン力によって半導体ウエハＷが吸着されるよう構成されている。
【００１７】
支持台４の内部には、冷媒流路４ａが形成されており、冷媒流路４ａには、冷媒入口配管４ｂ、冷媒出口配管４ｃが接続されている。そして、冷媒流路４ａの中に適宜の冷媒、例えば冷却水等を循環させることによって、支持台４及び載置台２を所定の温度に制御可能となっている。また、載置台２等を貫通するように、半導体ウエハＷの裏面側にヘリウムガス等の冷熱伝達用ガス（バックサイドガス）を供給するためのバックサイドガス供給配管３０が設けられており、このバックサイドガス供給配管３０は、図示しないバックサイドガス供給源に接続されている。これらの構成によって、載置台２の上面に静電チャック６によって吸着保持された半導体ウエハＷを、所定の温度に制御可能となっている。
【００１８】
上記したシャワーヘッド１６は、処理チャンバー１の天壁部分に設けられている。シャワーヘッド１６は、本体部１６ａと電極板をなす上部天板１６ｂとを備えており、絶縁性部材４５を介して処理チャンバー１の上部に支持されている。本体部１６ａは、導電性材料、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムからなり、その下部に上部天板１６ｂを着脱自在に支持できるように構成されている。
【００１９】
本体部１６ａの内部には、ガス拡散室１６ｃが設けられ、このガス拡散室１６ｃの下部に位置するように、本体部１６ａの底部には、多数のガス通流孔１６ｄが形成されている。また、上部天板１６ｂには、当該上部天板１６ｂを厚さ方向に貫通するようにガス導入孔１６ｅが、上記したガス通流孔１６ｄと重なるように設けられている。このような構成により、ガス拡散室１６ｃに供給された処理ガスは、ガス通流孔１６ｄ及びガス導入孔１６ｅを介して処理チャンバー１内にシャワー状に分散されて供給されるようになっている。なお、本体部１６ａ等には、冷媒を循環させるための図示しない配管が設けられており、プラズマエッチング処理中にシャワーヘッド１６を所望温度に冷却できるようになっている。
【００２０】
上記した本体部１６ａには、ガス拡散室１６ｃへ処理ガスを導入するためのガス導入口１６ｆが形成されている。このガス導入口１６ｆにはガス供給配管１５ａが接続されており、このガス供給配管１５ａの他端には、エッチング用の処理ガスを供給する処理ガス供給源１５が接続されている。ガス供給配管１５ａには、上流側から順にマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１５ｂ、及び開閉弁Ｖ１が設けられている。そして、処理ガス供給源１５からプラズマエッチングのための処理ガスが、ガス供給配管１５ａを介してガス拡散室１６ｃに供給され、このガス拡散室１６ｃから、ガス通流孔１６ｄ及びガス導入孔１６ｅを介して処理チャンバー１内にシャワー状に分散されて供給される。
【００２１】
上記した上部電極としてのシャワーヘッド１６には、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５１を介して可変直流電源５２が電気的に接続されている。この可変直流電源５２は、オン・オフスイッチ５３により給電のオン・オフが可能となっている。可変直流電源５２の電流・電圧ならびにオン・オフスイッチ５３のオン・オフは、後述する制御部６０によって制御されるようになっている。なお、後述のように、第１のＲＦ電源１０ａ、第２のＲＦ電源１０ｂから高周波が載置台２に印加されて処理空間にプラズマが発生する際には、必要に応じて制御部６０によりオン・オフスイッチ５３がオンとされ、上部電極としてのシャワーヘッド１６に所定の直流電圧が印加される。
【００２２】
処理チャンバー１の側壁からシャワーヘッド１６の高さ位置よりも上方に延びるように円筒状の接地導体１ａが設けられている。この円筒状の接地導体１ａは、その上部に天壁を有している。
【００２３】
処理チャンバー１の底部には、排気口７１が形成されており、この排気口７１には、排気管７２を介して排気装置７３が接続されている。排気装置７３は、真空ポンプを有しており、この真空ポンプを作動させることにより処理チャンバー１内を所定の真空度まで減圧することができるようになっている。一方、処理チャンバー１の側壁には、ウエハＷの搬入出口７４が設けられており、この搬入出口７４には、当該搬入出口７４を開閉するゲートバルブ７５が設けられている。
【００２４】
図中７６，７７は、着脱自在とされたデポシールドである。デポシールド７６は、処理チャンバー１の内壁面に沿って設けられ、処理チャンバー１にエッチング副生物（デポ）が付着することを防止する役割を有し、このデポシールド７６の半導体ウエハＷと略同じ高さ位置には、直流的にグランドに接続された導電性部材（ＧＮＤブロック）７９が設けられており、これにより異常放電が防止される。
【００２５】
上記構成のプラズマエッチング装置は、制御部６０によって、その動作が統括的に制御される。この制御部６０には、ＣＰＵを備えプラズマエッチング装置の各部を制御するプロセスコントローラ６１と、ユーザインターフェース６２と、記憶部６３とが設けられている。
【００２６】
ユーザインターフェース６２は、工程管理者がプラズマエッチング装置を管理するためにコマンドの入力操作を行うキーボードや、プラズマエッチング装置の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等から構成されている。
【００２７】
記憶部６３には、プラズマエッチング装置で実行される各種処理をプロセスコントローラ６１の制御にて実現するための制御プログラム（ソフトウエア）や処理条件データ等が記憶されたレシピが格納されている。そして、必要に応じて、ユーザインターフェース６２からの指示等にて任意のレシピを記憶部６３から呼び出してプロセスコントローラ６１に実行させることで、プロセスコントローラ６１の制御下で、プラズマエッチング装置での所望の処理が行われる。また、制御プログラムや処理条件データ等のレシピは、コンピュータで読取り可能なコンピュータ記憶媒体（例えば、ハードディスク、ＣＤ、フレキシブルディスク、半導体メモリ等）などに格納された状態のものを利用したり、或いは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。
【００２８】
図２は、上記構成のプラズマエッチング装置の載置台２の部分の構成を模式的に示すものである。その基材２ａがアルミニウム等の導電性金属から構成された載置台２の上面には、溶射膜等からなる絶縁体６ｂが形成されており、この絶縁体６ｂの中に静電チャック用の電極６ａが配設されている。この電極６ａには、直流電源１２が接続されている。また、フォーカスリング５は、半導体ウエハＷの周囲の絶縁体６ｂの上に載置されており、電流制御素子を有する電気的接続機構１００を介して導電性金属から構成された載置台２の基材２ａと電気的に接続されている。
【００２９】
図２中に示すように、本実施形態では、電気的接続機構１００の電流制御素子として抵抗素子（後述する溶射膜）１０４を用いている。図３は、電気的接続機構１００の構成を模式的に示すものであり、電気的接続機構１００は、導電性部材からなり、フォーカスリング５の裏面に接触する円柱状のピン（接触端子）１０１を具備している。このピン１０１は、導電性部材からなり有底円筒状に形成されたケース１０２内に、先端部がこのケース１０２内から突出するように収容され、長手方向（図３中の上下方向）に移動可能に係止されている。ピン１０１は、直径が例えば３ｍｍ程度とされており、直径が３００ｍｍの半導体ウエハＷやその外周に配置されたフォーカスリング５に比べて微細な大きさとなっている。
【００３０】
また、ピン１０１の後端部とケース１０２内の底部との間には、コイルスプリングからなる弾性部材１０３が配置されており、この弾性部材１０３によってピン１０１を先端側に付勢した状態に維持するようになっている。したがって、ピン１０１の上にフォーカスリング５が載置されると、フォーカスリング５の重さでピン１０１が下側に後退し、弾性部材１０３の付勢によりピン１０１の先端部がフォーカスリング５の裏面を押圧した状態で当接されるようになっている。これによって、ピン１０１とフォーカスリング５との電気的な接続が確実に行われるようになっている。
【００３１】
また、電流制御素子としての抵抗素子は、ケース１０２の後端面に形成されたセラミックスの溶射膜、本実施形態ではチタニアの溶射膜１０４によって構成されている。この溶射膜１０４による抵抗素子は、フォーカスリング５と載置台２とを電気的に接続する回路の全体の直流電流（ＤＣ）に対する抵抗値が、例えば２０ＭΩから２００ＭΩの範囲となるように設定されている。
【００３２】
ケース１０２の外側には、円筒状の絶縁材１０５が設けられており、円筒状の絶縁材１０５のさらに外側には、容器状に形成された外側絶縁材１０６が設けられている。そして、外側絶縁材１０６の底部を貫通して外側に導出されるように、コネクタ１０７が設けられている。このコネクタ１０７が、アルミニウム等から構成された真空ネジ１１０の中央部に設けられた孔１１１内に挿入されて、真空ネジ１１０と電気的に接続されている。このように、微細なピン１０１の周囲を絶縁材１０５、外側絶縁材１０６によって囲む構造とすることによって、直流に対しては、抵抗として作用するとともに、プラズマ生成のために印加される高周波に対しては、十分高いインピーダンスを持ち、半導体ウエハＷ及びフォーカスリング５の高周波透過インピーダンス（数Ω程度）に影響を与えないようになっている。
【００３３】
上記の真空ネジ１１０は、載置台２と図１に示した支持台４とを締結するためのものであり、載置台２の周縁部分に沿って等間隔で複数（例えば１２個）設けられている。これらの真空ネジ１１０に全て電気的接続機構１００を設けてもよく、１つの真空ネジ１１０にのみ電気的接続機構１００を設けてもよい。また、真空ネジ１１０以外の部分に他の構造の電気的接続機構を設けてもよい。
【００３４】
前述したとおり、載置台２の基材２ａには、第１の整合器１１ａを介して第１のＲＦ電源１０ａが接続され、また、第２の整合器１１ｂを介して第２のＲＦ電源１０ｂが接続されており、図２中にはこれらの電気的な接続の状態を等価回路で示してある。なお、静電チャック６の電極６ａと載置台２の基材２ａとの間に分極電荷が発生するが、分極電位は、基材２ａに接続されている高周波印加回路によって分圧されるため、高周波印加回路定数とチャンバー回路定数によって決定される。
【００３５】
上記のように、本実施形態では、電気的接続機構１００によって、抵抗素子（溶射膜１０４）を介してフォーカスリング５と載置台２の基材２ａとが電気的に接続されている。したがって、フォーカスリング５と載置台２の基材２ａとの電位差に応じ、電気的接続機構１００を通じて直流電流が流れるようになっている。
【００３６】
プラズマエッチング処理中、プラズマに晒される半導体ウエハＷとフォーカスリング５とは、セルフバイアスにより略同電位（例えば、最大マイナス２０００Ｖ程度）となる。一方、載置台２の基材２ａは、静電チャック用の電極６ａに印加される直流高電圧の影響等でプラス電位となるが、本実施形態では、電気的接続機構１００により、抵抗素子を介してフォーカスリング５と載置台２の基材２ａとが電気的に接続されているため、電気的接続機構１００を通じて直流電流が流れる。
【００３７】
この直流電流によって、フォーカスリング５と載置台２の基材２ａとの間の電位差を減少させることができ、電位差を例えば５００Ｖ程度とすることができる。すなわち、直流電流の発生により、載置台２の基材２ａの電位がフォーカスリング５の電位に近付く。これによって、載置台２の基材２ａと半導体ウエハＷとの電位差も減少するため、半導体ウエハＷと載置台２の基材２ａ又はその周辺の構造物との間で放電が発生することを防止することができ、歩留まりを向上させて生産性の向上を図ることができる。勿論フォーカスリング５と載置台２の基材２ａ又はその周辺の構造物との間で放電が発生することも防止することができる。
【００３８】
なお、上記のように、抵抗素子のような電流制御素子を介在させることなく、直接フォーカスリング５と載置台２の基材２ａとを電気的に接続すると、プラズマから見たインピーダンスが、半導体ウエハＷの部分に比べてフォーカスリング５の部分で少なくなるため、プラズマがフォーカスリング５の上にドーナツ状に形成されてしまい、プラズマエッチング処理に影響が出てしまう。このため、電流制御素子として抵抗素子を用いる場合、上記した２０ＭΩから２００ＭΩ程度の範囲の抵抗を介してフォーカスリング５と載置台２の基材２ａとを電気的に接続することが好ましい。
【００３９】
図４のグラフは、上記した構造の電気的接続機構１００を１本のみ設けた場合と、電気的接続機構１００を周方向に等間隔で４本設けた場合と、電気的接続機構１００を設けない場合について、実際にシリコン酸化膜のプラズマエッチングを行った際のエッチングレートの面内均一性を調べた結果を示している。なお、図４において、上部に示したグラフは、半導体ウエハＷのＸ−Ｙ方向の５７ポイントでエッチングレートを測定した結果を示しており、下部に示したグラフは、半導体ウエハＷの周縁部において周方向に沿った６４ポイントでエッチングレートを測定した結果を示している。また、図４の中央の下部に示したグラフでは、電気的接続機構１００を設けた部位に相当する位置に、点線の円形の印を付してある。
【００４０】
これらのグラフに示されるように、電気的接続機構１００を１本のみ設けた場合、及び電気的接続機構１００を周方向に等間隔で４本設けた場合のいずれの場合も、エッチングレート及びその面内均一性は、電気的接続機構１００を設けない場合と略同じてあった。したがって、電気的接続機構１００を設けることにより、プラズマの偏り等が生じていないことを確認することができた。
【００４１】
図５は、上記した電気的接続機構１００とは異なる構成の電気的接続機構１５０を用いた例を示すものである。この電気的接続機構１５０は、電流制御素子として、ツェナーダイオード１５１を用いている。このようにツェナーダイオード１５１を用いると、フォーカスリング５と載置台２の基材２ａとの電位差が一定以上となるとツェナーダイオード１５１を介して電流が流れ、これによって、フォーカスリング５と載置台２の基材２ａとの電位差を一定値（例えば５００Ｖ程度）に制御することができる。なお、ツェナーダイオード１５１を用いた場合もこのツェナーダイオード１５１の容量によっては、ツェナーダイオード１５１と直列に抵抗素子を接続する必要がある。
【００４２】
このように、フォーカスリング５と載置台２の基材２ａとの電位差を一定値に制御することができれば、半導体ウエハＷと載置台２の基材２ａ又はその周辺の構造物との間で放電が発生することを防止することができるとともに、これらの間の電位差の相違によって、プラズマエッチング処理の状態に影響が出ることを防止することができる。
【００４３】
図６は、上記した電気的接続機構１００とは異なる構成の電気的接続機構１６０を用いた例を示すものである。この電気的接続機構１６０は、フォーカスリング５と載置台２との間に設けた熱伝シート１６１内にドット状に点在するように複数の電気的接続部１６２を設けるとともに、これらの電気的接続部１６２に対応して、絶縁体６ｂの中に導電部材１６３を設けてフォーカスリング５と載置台２の基材２ａとを電気的に接続したものである。
【００４４】
なお、この場合、各電気的接続部１６２の電気抵抗値を調整して、フォーカスリング５と載置台２の基材２ａとが一定の抵抗を介して電気的に接続された状態とすることができる。また、電気的接続部１６２と載置台２の基材２ａとを電気的に接続する導電部材１６３の部分に抵抗素子等を設けた構成としてもよい。
【００４５】
また、フォーカスリング５と載置台２の基材２ａとを電気的に接続する代わりに、図７に示すように、載置台２の基材２ａに、抵抗素子１７０を介して直流電源１７１を接続し、直接載置台２の基材２ａの電位を制御することによって、半導体ウエハＷと載置台２の基材２ａ又はその周辺の構造物との間で放電が発生することを防止することができる。但し、この場合別途に直流電源１７１を設ける必要がある。
【００４６】
次に、上記構成のプラズマエッチング装置で、半導体ウエハＷに形成されたシリコン酸化膜等をプラズマエッチングする手順について説明する。まず、ゲートバルブ７５が開かれ、半導体ウエハＷが図示しない搬送ロボット等により、図示しないロードロック室を介して搬入出口７４から処理チャンバー１内に搬入され、載置台２上に載置される。この後、搬送ロボットを処理チャンバー１外に退避させ、ゲートバルブ７５を閉じる。そして、排気装置７３の真空ポンプにより排気口７１を介して処理チャンバー１内が排気される。
【００４７】
処理チャンバー１内が所定の真空度になった後、処理チャンバー１内には処理ガス供給源１５から所定の処理ガス（エッチングガス）が導入され、処理チャンバー１内が所定の圧力に保持され、この状態で第１のＲＦ電源１０ａから載置台２に、周波数が例えば４０ＭＨｚの高周波電力が供給される。また、第２のＲＦ電源１０ｂからは、イオン引き込みのため、載置台２の基材２ａに周波数が例えば３．２ＭＨｚの高周波電力（バイアス用）が供給される。このとき、直流電源１２から静電チャック６の電極６ａに所定の直流電圧（例えば、プラス２５００Ｖの直流電圧）が印加され、半導体ウエハＷはクーロン力により静電チャック６に吸着される。
【００４８】
この場合に、上述のようにして下部電極である載置台２に高周波電力が印加されることにより、上部電極であるシャワーヘッド１６と下部電極である載置台２との間には電界が形成される。半導体ウエハＷが存在する処理空間には放電が生じ、それによって形成された処理ガスのプラズマにより、半導体ウエハＷ上に形成されたシリコン酸化膜等がエッチング処理される。このプラズマエッチングの最中に、上述したとおり本実施形態では、半導体ウエハＷと載置台２の基材２ａ又はその周辺の構造物との間で放電が発生することを防止することができる。
【００４９】
また、前述したとおり、プラズマ処理中にシャワーヘッド１６に直流電圧を印加することができるので次のような効果がある。すなわち、プロセスによっては、高い電子密度でかつ低いイオンエネルギーであるプラズマが要求される場合がある。このような場合に直流電圧を用いれば、半導体ウエハＷに打ち込まれるイオンエネルギーが抑えられつつプラズマの電子密度が増加されることにより、半導体ウエハＷのエッチング対象となる膜のエッチングレートが上昇すると共にエッチング対象の上部に設けられたマスクとなる膜へのスパッタレートが低下して選択性が向上する。
【００５０】
そして、上記したエッチング処理が終了すると、高周波電力の供給、直流電圧の供給及び処理ガスの供給が停止され、上記した手順とは逆の手順で、半導体ウエハＷが処理チャンバー１内から搬出される。
【００５１】
以上説明したとおり、本実施形態によれば、半導体ウエハと、載置台（下部電極）の基材又はその周辺の構造物との間で放電が発生することを防止することができ、歩留まりを向上させて生産性の向上を図ることができる。なお、本発明は上記の実施形態及に限定されるものではなく、各種の変形が可能である。
【符号の説明】
【００５２】
Ｗ……半導体ウエハ、２……載置台、５……フォーカスリング、６ａ……電極、６ｂ……絶縁体、１０４……抵抗素子、１００……電気的性属機構。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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